Кіріспе

Атмосфера және қалалық ортаның ғылыми зерттеуі. Қалалық климатология – қалалық климатты зерттеу ғылымы. Бұл климаттанудың қалалық аймақтар мен атмосфера арасындағы өзара әрекеттесуді, олардың бір-біріне тигізетін әсерін, сондай-шама осы процестердің (және оларға реакциялардың) кеңістіктік және уақыттық түрдегі әртүрлі деңгейлерін зерттейтін саласы.

Тарих

Люк Ховардтың "Лондон климаты" атты кітабы қалалық климатологияның негізін қалады деп есептеледі. Онда 1801 жылдан 1841 жылға дейінгі жел бағыты, атмосфералық қысым, максималды температура және жауын-шашын туралы үздіксіз күнделікті бақылаулар тіркелген. Қалалық климатология индустрияландыру мен урбанизацияның салдарларын зерттеу үшін қалыптасқан әдістеме болып табылады. Қала құрылысы физикалық ортаны өзгертеді және жер бетіне жақын энергия, ылғал және қозғалыс режимдерін өзгертеді. Мұндай өзгерістердің көпшілігі ауаның ластануы, адамның қызметінен туындаған жылу көздері, жер бетінің су өткізбеу қасиеттері, жер беті материалдарының жылулық сипаттамалары, жер бетінің морфологиясы және оның нақты үш өлшемді геометриясы – ғимараттардың арақашықтығы, биіктігі, бағыты, жасыл желектердің қабаттануы және осы элементтердің жалпы көлемі мен географиясы сияқты себептік факторлармен байланысты. Сонымен қатар, рельеф, су объектілеріне жақындық, қаланың мөлшері, халық тығыздығы және жерді пайдаланудың таралу сияқты факторлар да маңызды.

Бұған әсер ететін факторлар

Қалалық климатқа бірнеше фактор әсер етеді, оның ішінде қаланың мөлшері, қала құрылысы, жер пайдаланудың орналасуы және географиялық орта (мысалы, жер бедері, биіктігі және аймақтық климат). Қалалық және ауылдық климат арасындағы айырмашылықтарға ауа сапасы, жел бағыттары және жауын-шашын үлгілерінің өзгеруі жатады, бірақ ең көп зерттелгені – қалалық жылу арал құбылысы (UHI).

Температура және қалалық жылу арал эффектісі

Қалалық орталар және сәл жел бағытымен төмен жатқан аймақтар, Ховардтың бір ғасыр бұрын жазғандай, әдетте, айналасына қарағанда жылырақ болады. Қалалық аумақтар – ауылдық жерлермен салыстырғанда кеңірек ауқымдағы аралдар немесе дақтар. Температураның кеңістікте таралуы уақытша өзгерістермен бірге жүреді, және екеуі де антропогендік факторларға себепті байланысты. Қалалық ортада планеталық шекаралық қабаттан (ПШҚ) тыс, қаладан жоғары созылатын қабаттан өзге, екі атмосфералық қабаты бар: (1) Қалалық шекаралық қабат – қала мен оның үстіндегі ауа арасындағы кеңістікте интеграцияланған жылу және ылғал алмасуының нәтижесі. (2) Қала беті қалалық қаптама қабатының деңгейімен сәйкес келеді. Бұл жазықтықтағы ағындар шатырлар, каньон жоталары, ағаштар, газон және жолдар сияқты жеке элементтерден, сондай-ақ жерді пайдаланудың ірі бөлімдерінде (мысалы, қала шеттері) жиынтықталған түрде көрінеді. Қалалық жылу арал эффектісі қалалық климатологиялық зерттеулердің маңызды пәні болып табылады, сонымен қатар қалалық ортаның жергілікті метеорологиялық жағдайларға тигізетін жалпы әсері зерттеледі. Бұл көрсеткіштер кейде микрожелілер немесе мезожелілер, сондай-ақ Жерді қадағалау спутниктері арқылы өлшеніп жатады.

Ластану

Бұл сала ауа сапасы, радиациялық ағындар, микроклимат және тіпті сәулеттік дизайн мен инженерлік салаларына қатысты, мысалы, жел инженерлігі сияқты дәстүрлі түрде байланысты мәселелерді де қамтиды. Қалалық климаттану арқылы түсіндірілетін ластанудың себептері мен салдары қала жоспарлау үшін маңыздырақ болып келеді.

Жауын-шашын

Қалалар мен олардың маңындағы желдер мен конвекция жүйелерінің өзгеруі жауын-шашынға әсер етеді. Бұл құбылысқа қалалық жылу аралдары, жер бетінің кедір-бұдырлығының артуы және ауадағы аэрозоль концентрациясының жоғарылауы себеп болады деп саналады.

Климаттың өзгеруі

Қалалық климатология ғаламдық жылынуды зерттеумен тығыз байланысты. Әлеуметтік-экономикалық қызметтердің орталықтары ретінде қалалар көп мөлшерде парниктік газдар (ПГ), ең бастысы – көмірқышқыл газы (CO2) шығарады, бұл көліктік, құрылыс, жылыту және салқындату қажеттіліктерімен байланысты қалдықтар сияқты адам қызметінің нәтижесінде болады. Жалпы, қалалар 21-ғасырға дейін (содан кейін де) өсе беретіні күтілуде. Олар өсіп, дамыған сайын, олар орналасқан ландшафттар да өзгереді, сонымен қатар үстіндегі атмосфера да өзгеріп, парниктік газдардың шығарылымдары артады, осылайша жаһандық парниктік эффектіге үлес қосады. Соңында, көптеген қалалар климаттың өзгеруінің күтілетін салдарына (теңіз деңгейінің көтерілуі, температураның өзгеруі, жауын-шашын мөлшерінің өзгеруі, дауылдардың жиілеуі) ұшырайды, себебі олардың көпшілігі жағалауда немесе оның жанында орналасқан, дерлік барлығы ерекше қалалық жылу аралдары мен атмосфералық ластануды тудырады. Адамдардың шоғырланған тұру орындары ретінде, бұл әсерлер ең үлкен және айқын әсерге ие болуы мүмкін (мысалы, 2003 жылғы Еуропалық ыстық толқын, Францияда ерекше өлім-жітімге әкелді) және осы себепті қалалық климатологияның маңызды зерттеу саласы болып табылады.

Аумақтық жоспарлау және халық денсаулығы

Қалалық климатология қалалық жоспарлау және саясат қабылдауға, ластану, ең жоғары температуралық құбылыстар және кәріз су ағынының модельдеуіне қатысты әсер етеді.